RTK 技术在现代测量中的应用

王家锋

(山西省介休市规划局，山西介休 032000)

随着城镇化率的逐年提高，为了满足城市规划、设计、管理、应用等方面的要求，测量行业越来越受到重视，测量工作也越来越多，越来越繁重，在以前的城市规划测量及城市地形图的动态化管理中，测量人员的工作是辛苦而繁重的，而且并不如许多人所想的有多轻松。

最早采用的是经纬仪配合小平板，采用视距法，读取高度角以及视距，通过查对数表求得设站点与碎步点之间的距离，再用铅笔、三角板将该点按比例尺画到聚酯薄膜上，而后进行内业清绘成图。

再后来有了全站仪，就采用内外业一体化技术进行测图，测绘技术成果精度以及作业速度有了极大地提高，但是其作业流程也是相当的复杂，需要有做外业的工作人员还需要许多内业工作和资料处理人员。测量作业员的能力大小、水平高低，更多的体现在其协调能力及统筹安排和操作上。

第一步要做的工作就是联测已知D级或E级控制点，这时候要搞清楚本次作业所使用的坐标系是地方独立坐标系还是国家坐标系，高程是假设高程还是国家绝对高程，高程实际作业时是使用GPS高程还是采用水准高层。校点后将结果和已知点比对符合精度要求后才能进行碎部点测量。

第二步工作就是检查规划用地边线的坐标和实地是否相符。建设单位的指界往往和规划有所出入，改线工作经常发生，而中国的国情是:土地部门征地前是不和规划部门咨询的，他们往往是根据建设单位的实际占地结合土地利用规划进行报批，结果下来往往与城市规划相矛盾，这样改线工作也势必存在问题，这些工作的重复导致使用全站仪的工作效率和经济效率明显降低。

第三步工作就是实地拔地定桩。这步工作变化很多。利用全站仪放线，前提是要求地面清表，在地面的垃圾及障碍物没有清理完前可以先熟悉图纸，因为这时候架仪器也无法干活还需专人照看仪器，既浪费时间又浪费人员，这些工作都是徒劳的，一定要等到把场地平整完全通视后再进行，这样一来工作效率明显提高。

而使用RTK接收机硬件相对简单，投入少，不用考虑通视;技术成熟，数据处理量小，解算模型简单而且不受下雨天气的影响，工作效率比用全站仪作业要高出4倍～5倍。下面本人就从RTK定位原理，RTK的接受信号，RTK的精度检查以及成果使用三大方面来解读使用RTK在规划测量中的必要性和有利性。

1 RTK的工作原理

1)基站坐标已知 X，Y，Z 或为 B，L，H。

2)RTK的工作原理。

3)用相对定位方法按历元逐个解算基线向量。

4)求出流动站坐标。

GPS RTK的作业方法是设立基准站，将接收天线、雷达天线、主机、手簿、电台、电瓶等设备连接好，用手簿启动主机，设置好各项参数，即频率、投影系统、中央子午线经度、扁率、天线高、天线类型等，然后启动基准站。基准站启动好后，就可以对流动站进行设置、启动，当手簿上出现雷达天线符号和RTK固定解时，即可开始测量，在正式观测前，应利用周边至少3个已知点进行转换参数的求取，各坐标分量残差均小于2 cm后才能实施流动观测。为保证精度，RTK测量半径控制在3 km范围内。RTK当天测量结束后，把数据传输到电脑。

在规划放线中，一般是通过求出道路路侧石的平行线而后通过拔角度量距离放线，这样容易造成下列误差:

1)不能放样到桩位上。

这样的错误在所难免，由仪器本身的刻画及度盘精度特性决定。这样的错误在基础较深或场地不平整时最容易发生，如果在大开挖之前发现，都是可以补救的，如果开挖成型后才发现，则处理和补救就比较麻烦。如果处理不当，造成的经济损失是巨大的。

2)轴线不精确造成的误差。

由于反复的旋转仪器，求取角度，容易造成误差累积，这种由于轴线不准造成的误差是很可怕的，会造成整体建筑物的定位错误，涉及到与规划总平面以及前期的设计相违背，也会造成极大的经济损失和社会影响。

在某单位施工的17层商住楼建设项目中，由于施工人员放样错误，造成该建筑物的沿街立面比其他相邻建筑物立面凸出1.5 m，给该地段规划，市容造成的后果相当的严重，也给建设单位和施工单位带来业主的埋怨以及规划验收的难以通过。

也存在轴线定位局部正确，局部错误的例子。在滨河小区28号楼桩基施工过程中，现场技术测绘人员对②轴～⑦轴的放样测量时，因放样不准确造成该部分的桩基整体旋转，最大的偏差达到0.75 m，虽经几次补救处理，原来的设计图纸才没有大变。但因为这个误差造成了图纸变更及工期延长。

由于RTK技术采用的是前方交会的方法，其已知点在同步卫星上，所测的每一个碎步点的精度都是相同的，这样因采用常规仪器所造成的误差就极易避免。

2 RTK接收到的信号

1)直接来自GPS卫星的信号。

从卫星广播星历(卫星的坐标)中获取6个Kepler轨道根数，9个摄动参数，2个时间参数(参考时刻、星钟数据龄期)。

2)检查星地伪距测量信号，主要是:测距码信息、载波相位、卫星健康状况、电离层延迟改正信息等。

3)差分信号传送方法。

a.平面信号系统传送:用RTK自带数据链传送，通过GPRS/CDMA登录数据服务器获取数据(有线、无线方式均有)。

b.卫星传送:专用通讯卫星、借用其他卫星如海事卫星传送，由于RTK是自动读取数据、自动传输，这样就避免了使用常规仪器在内业计算中容易导致的错误。

3 RTK接收机的检查程序

1)成图以前的检查。

a.观测条件的合理性(打开观测记录数据可检查或利用TEQC软件进行检查)。检查接收机的初始设置是否正确:如采样间隔、静态观测;在观测时接收卫星数量至少要满足锁定4颗卫星;PDOP值不大于6。

b.观测成果的正确性(打开观测记录数据可检查或利用TEQC软件进行检查，也可以在 TGO1.62中导入原始观测数据RINEX格式逐点进行检查)。采集的数据(星历文件)和观测时间是否够用;每颗锁定的卫星的连续观测时间;每个接收机之间的有效的同步观测时段长度;重站率不小于1.6。

c.观测成果的规范性(打开观测记录数据、记录手簿可检查)。正确地量取天线高并能正确地记录，也要记录卫星的失锁浮动等情况;接下来要正确地绘制测站四周的相对位置——环视图;在架好仪器后也要进行温度、气压、湿度等的量取和记录;最后按要求转换为标准的RINEX数据格式文件存档。

2)计算质量的检查。

数据处理(数据检验记录、起算数据资料、成果表、技术总结)。

对同步环、异步环的闭合差进行检查时首先需考虑到:重复基线较差检验、异步环的边数问题;而后进行数据处理、基线解算及数据分析;最后再进行数据后处理(平差计算)及数据分析。

在网平差报告中的各项指标是否满足规范及设计要求，如点位中误差、边长相对中误差的符合情况，分析RTK校点使用的已知点点位可靠性检核(兼容性)，坐标数据正确性的检查(是否存在X坐标和Y坐标弄反、输错、改算错误)。

所采用的坐标系统、投影方式、投影面是否正确(椭球参数、中央子午线、Y值加常数、投影面等)，起算点的正确性或改算的正确性(独立坐标系统);平面采用的已知点数量是否满足设计要求，是否存在同级发展，是否满足高控低;测量标志是否移位、标志破坏、未同网平差、坐标系统不同的情况。

以上大部分内容都可以在获取RINEX数据后在免费软件TGO1.62中进行自动检查、核实。这样就避免了在检查中由于作业人员的水平问题导致内业质量不过关。通过以上三个主要步骤的解读，我们看到RTK接收机的自动化和科学化，俗话说“没有金刚钻不揽瓷器活”，只有使用精度更高、效率更高的仪器，我们的测绘任务才能在轻松的工作中完成，RTK技术成为现代测绘技术中不可或缺的一部分。